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人工智能取代医生AI画出鼻咽癌放疗靶区,准确性与医生相当

发布时间:2019-04-03 13:15:05 文章来源:未来智讯    
 
      biyanzhongliu又被称wei“广东瘤”广东sheng高发区biyanai发病lvwei世jieping均水pingde40倍
      biyanaiyaofangliao就要gouhuaba区以往这yi工作均shirengong完cheng日前biyanaijingzhun放shezhi疗zai靶区勾hua技shushang有liao新进zhan
      南都记者从zhongshandaxuezhongliu防zhizhong心获xi该院孙颖教授tuanduishou次利用AI技术,实xianliao鼻yan肿瘤zidong勾hua,zhun确xingyuyisheng相当相关成guoyu2019年3月26日发表yu国际影xiang学顶级qikan《Radiology》。
      鼻咽癌:广东省最高发,放射zhi疗是根治手段
      鼻咽癌是我国常jiande头颈部肿瘤,中国鼻咽癌发病lv居全球第一,其中广东省高发区de发病率wei世界平均水平de40倍,因此鼻咽肿瘤ye被称为“广东瘤”。孙颖说,这shiwei一一种以地区命mingde肿瘤。
      youyu鼻咽解剖位置特殊,手术治疗困难,且鼻咽癌对射线敏感,因此放射治疗是鼻咽癌de根治手段。中山大学肿瘤防治中心每年shou治de5000余li鼻咽癌患者,jingguo精准放射治疗lianhe适当强度的化疗,80%以上的无远处转移鼻咽癌ke彻底治愈。
      
      科技运用于yi疗。2018年9月18日 ,西南交通大学生命科学学院的郭志yun老师在科puhuo动中讲授肿瘤知识。 新华社记者江宏景摄
      难题:ren工勾画“bu快、buzhun不狠”
      孙颖介绍,在放射治疗过cheng中,加速器治疗机发出的射线要从不同角度chuan过周围的脑干、眼球、shi神经等40duoge重要器官daoda鼻咽肿瘤jing度要求在毫miji别。而照射不足将dao致肿瘤复发,照射过度又hui造成放射性脑损伤、听力xia降等后遗症。
      因此,准确界定照射fan围(勾画靶区是精准放疗的重要步zhou孙颖说:“精准放射治疗就xiang射击,精准勾画靶区就相当于瞄准靶心,要在CT或MRI影像上精确描绘chuzhong瘤范围。”
      然而,mu前鼻咽肿瘤靶区的勾画主要为ren工勾画,准确性高度yilaiyisheng的经yan。孙颖baren工勾画存在的问题概括为“不快、不准、不狠”,也就是勾画时jian长,需要3-10小时;准确率低于70%;不同医生勾画区yudeti积变异系数超过50%的问题。
      新技术:用AI自动勾画放疗靶区
      孙颖介绍,经过超过一万例的病例积lei,中山大学肿瘤防治中心的zhuan家们摸清liao鼻咽癌肿liude生长规律,并开始探索rengong智能(AI进行自动勾画。
      目前,MRI影像是鼻咽肿瘤勾画的金标准,人工勾画需要医生仔细、全面地guan察肿瘤在MRI影像上的侵犯范围并逐层勾画出肿瘤靶区。“zhuan家经验就存储在这xieba区中。”
      于是,该团队共纳入来自1021例鼻咽癌患者(全部期别)的MRI影响资料,并由两名鼻咽癌放疗专家共同wancheng靶区勾画,以提供三维、大尺度和高质量的影xianghe靶区用于jisuan机学习。“勾画以我为主,大概花了半年时间,再由一个年纪和经验和我cha不多的专家进行审核。”孙颖说。
      将专家经验转变为数据后,团队与在人工智能领域处于国际xian进水平的香港中文大学计算机科学与工程系、深圳shi见医疗科技公司进行合作,采用三维卷积神经wang络(3D CNN)这一在图像识别领域表现优异的AI技术,实现鼻咽肿瘤自动勾画。
      日前,相关研究成果在国际影像学顶级期kan《Radiology》shangfa表。
      释yi:
      Q1:AI自动勾画的准确率有多少?
      89%的病例无需修gai或仅少量修改后可用于计划设计
      A1:AI自动勾画的准确性可达到79%。无lun患者是早期(T1-T2)huan是晚期(T3-T4),无论是fou接shou过治疗,AI均可达到相似的勾huazhun确性。经专家评估,32.5%的病例无需修改可直接用于放射治疗计划设计,56.2%的病例经少量修改即可用于放射治疗计划设计。
      Q2:AI自动勾画的准确性与专科医生相比如何?
      AI准确性与专科医生相当,甚至超过医生水平
      A2:孙颖团队开展了多中心测试,共纳入不同分期的20例患者和8位来自7个高水平医院的放疗专科医生,由8位医shengzai20例患者的MRI影像上人工完成鼻咽癌原发肿瘤勾画(即人工勾画)。以专家勾画作为金标准,AI自动勾画的准确性超过了8位医生中的4位,yuqi余4位相当。
      Q3:AI能否替代医生?
      不能,但AI能辅zhu医生提高勾画准确性
      A3:目前还不能替代医生,但AI辅zhu勾画能提高专科医生勾画准确性。在8位医生完成人工勾画的两个月后,由ta们对AI自动勾画的结果进行修改(AI自动勾画+医生修改,即AI辅助勾画),结果显示,AI辅助勾画提高了5位医生的勾画准确性(平均由74%提高到79%),减少了55%的勾画者间差异。
      Q4:AI能提高多少xiao率?
      效率提升5-10倍,受保huqi官增加28个
      A4:整体勾画效率提升了5-10bei通常人工勾画需要hao费3-10小时,但有了AI辅助勾画后,时间缩duanwei20-50分钟。在节省时间的同时,也提高了放射治疗的质量,受保护器官由15个增加到43个。
      Q5:xia一步有什么研究计划?
      将通过云平台在国内外开展临床验证
      A5:为了扩大AI放射治疗靶区勾画的影响力sun颖团队进一步实现了鼻咽癌颈部淋巴结、预防性放疗区域和需保护的正常组zhi的自动勾画,并集成了人工智能自动勾画云平台。下一步他们将通过云平台在广州、广西、新加坡dengdi开展临床验证,以期取得全球鼻咽癌放射治liaoshui平的同质化。
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